胶质母细胞瘤的治疗通常需要综合多种手段。一般来说，手术切除结合放化疗是主要的治疗方式。手术可尽可能地切除肿瘤组织，为后续治疗创造条件。
手术治疗方面
最大范围安全切除： 手术的首要目标是在最大程度上切除肿瘤，同时要尽量保护周围正常脑组织，减少对患者神经功能的影响。通常会借助现代影像技术精准定位肿瘤位置来进行切除操作。复发后再次手术： 如果肿瘤复发，在患者身体状况允许的情况下，也可能会考虑再次手术，进一步切除复发的肿瘤组织。
放射治疗方面
术后辅助放疗： 大部分胶质母细胞瘤患者在手术后需要进行辅助放疗，一般会采用常规分割放疗，总剂量通常在50-60Gy左右，分25-30次完成。通过放射线来杀灭残留的肿瘤细胞。同步放化疗： 常常会同步进行化疗，最常用的是替莫唑胺同步放化疗，在放疗期间每天服用替莫唑胺，能提高治疗效果。
化学治疗方面
替莫唑胺化疗： 替莫唑胺是胶质母细胞瘤常用的化疗药物，除了同步放化疗阶段使用外，还会在术后进行辅助化疗，一般是按周期进行，通常需要持续多个周期的治疗。其他化疗药物： 在某些特殊情况下，可能会使用其他化疗药物，但相对来说替莫唑胺是比较核心的化疗药物。
靶向治疗与免疫治疗方面
靶向治疗： 目前有一些针对胶质母细胞瘤相关靶点的靶向药物正在研究和临床应用中，例如针对血管内皮生长因子（VEGF）的靶向药物等，但还需要进一步观察其疗效和安全性。免疫治疗： 免疫治疗在胶质母细胞瘤的治疗中也有一定进展，比如免疫检查点抑制剂等，但目前还不是主要的一线治疗手段，仍在不断探索中。